Polymer intercalation from solution Polymer melt intercalation
to mix the polymer and layered silicate together and then heat the mixture above the glass transition temperature (softening point) of the polymer
聚合物共混改性原理
聚合物共混改性原理
聚合物共混改性原理
The new properties of nanocomposites
Efficient reinforcement with minimal loss of ductility and impact strength Increase thermal stability Increase flame retardant Improved gas barrier properties Improved ionic conductivity Reduced thermal expansion coefficient Altered electronic and optical properties
聚合物共混改性原理
Polymer layered Nanocomposites preparation

In-situ intercalation polymerization
to intercalate the monomer and then take advantage of the host’s oxidising properties to induce polymerization
College of Polymer Science & Engineering
聚合物共混改性原理
———— 聚合物纳米复合材料
张 琴
聚合物共混改性原理
聚合物复合体系的分类
分散相的尺度大小
复合体系 组合
（1）聚合物 /低分子物 （2）聚合物 /聚合物 （3）聚合物 /填充物 宏观相分离 型聚合物掺 混物 聚合物/填充 物复合体系 >1000nm (>1μm) 100~1000nm (0.1~1 μm) 低分子作增容 剂 微观相分离型 聚合物合金 聚合物/填充 物复合体系 1~100nm(0.0 01~0.1 μm, 10~1000Å) 低分子流变改 性剂
聚合物共混改性原理
Degree of biodegradation (i.e. CO2 evolution), and (b)timedependent change of matrix Mw of neat PLA and PLACN4 (MEE clay =4 wt%) under compost at (58 + 2) º C
聚合物共混改性原理
TGA curves for polystyrene, PS and the nanocomposites
聚合物共混改性原理
Proposed model for the torturous zigzag diffusion path in an exfoliated polymer–clay nanocomposite when used as a gas barrier

Exfoliation-adsorption Template synthesis
聚合物共混改性原理
In situ Polymerization
聚合物共混改性原理
Schematic representation of in-situ polymerization
聚合物共混改性原理
聚合物大分子溶液插层工艺示意图
聚合物共混改性原理
Cation-exchange reaction between the silicate and the alkylammonium salt
蒙脱土族矿物具有离子交换性、吸水性、 膨胀性、触变性、黏结性、吸附性等特性
聚合物共混改性原理
插层剂的作用


利用离子交换的原理进入蒙脱土片层之间；
聚合物共混改性原理
湿法生产工艺：
原土
包装
破碎
粉碎
制浆
干燥
提纯
过滤
改型活化
有机覆盖
覆盖剂
干法生产工艺：
原土 包装 制浆 粉碎 提纯1 干燥 提纯2 加热混合 改型活化 精细钠土 覆盖剂
聚合物共混改性原理
Structure of 2:1 layered silicates
蒙脱土的结构特征---天然的纳米结构
Polymer nanocomposites are generally defined as the combination of a polymer matrix resin and inorganic particles (particles, layers or fibres) which have at least one dimension (i.e. length, width, or thickness) in the nanometer size range
聚合物共混改性原理
蒙脱土的化学通式：
Nax(H2O)4{(AL2~xMgx)[Si4O10](OH)2}
分类： 钠基蒙脱土（碱性土） 钙基蒙脱土（碱土性土） 天然漂白土（酸性土）
聚合物共混改性原理
蒙脱土的改性方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
人工钠化改型（悬浮液法、堆场钠化法、挤压法）
酸活化方法（干法活化工艺、湿法活化工艺）
聚合物共混改性原理
a novel compounding process using Na–montmorillonite water slurry for preparing novel nylon 6/Na–montmorillonite nanocomposites
Naoki Hasegawa, et al, Polymer 44 (2003) 2933–2937
聚合物共混改性原理
What nanocomposites are
Nanocomposites are made by mixing two or more phase, such as particles, layers or fibres, where at least one of the phases is in the nanometre size range. Because the building blocks making up the nanocomposites are therefore so close to the molecular scale, confinement and quantum effects result from the way that the blocks interact. Nanocomposites show properties not found in bulk materials, differentiating them from typical composites or filled-polymer systems.
PP及其纳米复合材料的热释放速率对比 （热通量=35kW/m2)
聚合物共混改性原理
Real picture of biodegradability of neat PLA and PLACN4 recovered from compost with time. Initial shape of the crystallized samples was 3 *10 *0.1 cm3.
聚合物共混改性原理
Schematic representation of melt intercalation
聚合物共混改性原理
Main hopper
Side feeding Devolatilization
Extrudate
聚合物共混改性原理
制备方法的改进

利用共聚物制纳米复合材料（PS、PMMA）； 利用聚合物催化剂制纳米复合材料（PS、PET）； 利用相容剂制纳米复合材料（PP）； 利用环状低聚物的开环聚合制纳米复合材料（PC）； 硬质环氧树脂纳米复合材料的制备（硬质环氧树脂）。
聚合物共混改性原理
制备聚合物纳米复合材料的无机物的种类
• 纳米粒子(CaCO3 、SiO2 、 TiO2、ZnO、Al2O3、Cr2O3 )
• 纳米纤维 (碳纳米管、纤维素晶须、凹凸棒土 ) • 层状无机物
聚合物共混改性原理
Layered host crystals susceptible to intercalation by a polymer
聚合物共混改性原理
非聚合物 纳米复合材料
金属/金属
金属/陶瓷
陶瓷/陶瓷 聚合物基 无机物基
纳米复合材料
有机/无机 纳米复合材料 聚合物 纳米复合材料 聚合物/聚合物 纳米复合材料
分子复合 原位复合 微纤/基体
Classification of nanocomposite
聚合物共混改性原理
Polymer/inorganic nanocomposites
聚合物共混改性原理
Naoki Hasegawa, et al, Polymer 44 (2003) 2933–2937
聚合物共混改性原理
Layered Nanocomposite structure
聚合物共混改性原理
聚合物共混改性原理
PLS纳米复合材料微观结构的分类表
聚合物共混改性原理
Schematic depicting the XRD patterns for various types of structures